JPH01100237A - 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 - Google Patents
耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材Info
- Publication number
- JPH01100237A JPH01100237A JP25640287A JP25640287A JPH01100237A JP H01100237 A JPH01100237 A JP H01100237A JP 25640287 A JP25640287 A JP 25640287A JP 25640287 A JP25640287 A JP 25640287A JP H01100237 A JPH01100237 A JP H01100237A
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- JP
- Japan
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- alloy material
- alloy
- diffusion layer
- corrosion resistance
- aluminum alloy
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、エバポレータ、コンデンサ、ラジェータ等
の熱交換器用アルミニウム合金材に・関し、特に耐孔食
性と強度にすぐれた材料に関する。
の熱交換器用アルミニウム合金材に・関し、特に耐孔食
性と強度にすぐれた材料に関する。
[従来の技術]
例えば自動車用の熱交換器(エバポレータ、コンデンサ
、ラジェータ等)用材料として用いられるアルミニウム
合金材としては3003合金が一般的であるが、より強
度の高い熱交換器用材料としては、3004.6951
合金などが用いられる。
、ラジェータ等)用材料として用いられるアルミニウム
合金材としては3003合金が一般的であるが、より強
度の高い熱交換器用材料としては、3004.6951
合金などが用いられる。
[発明が解決しようとする問題点コ
3003合金はろう付加熱(600℃)後の強度が12
kg/ma+ 2に達しないので、熱交換器の軽量化の
ための薄肉化が困難である。又、3004.6951合
金などは耐孔食性が不十分であり、冷媒用通路管材の孔
食による貫通漏洩事故が問題となっている。
kg/ma+ 2に達しないので、熱交換器の軽量化の
ための薄肉化が困難である。又、3004.6951合
金などは耐孔食性が不十分であり、冷媒用通路管材の孔
食による貫通漏洩事故が問題となっている。
そこで各種防食法が提案されているが、外面(大気側)
腐食に対する防食法と内面(水溶液側)腐食に対する防
食法に大別される。
腐食に対する防食法と内面(水溶液側)腐食に対する防
食法に大別される。
外面腐食はエバポレータ、コンデンサ、ラジェータ等に
おいて主として問題になる。管外面に亜鉛拡散層を形成
させ、その犠牲陽極効果で防食することが考えられてい
る。熱交換器の組立に真空ろう付を行うと、蒸気圧の低
い亜鉛が蒸発飛散し、犠牲陽極効果が不十分となる欠点
がある。又、管材より電位の卑なフィン材(AI−Zn
系、Al−3n系等)の犠牲陽極効果で管材を防食する
ことも考えられているが、フィン接合部近傍しか効果が
なく、ドロンカップ型エバポレータのタンク部及びラジ
ェータのコアプレート部等はフィン接合部と触れている
ため、フィンの効果がなく、孔食が発生する。
おいて主として問題になる。管外面に亜鉛拡散層を形成
させ、その犠牲陽極効果で防食することが考えられてい
る。熱交換器の組立に真空ろう付を行うと、蒸気圧の低
い亜鉛が蒸発飛散し、犠牲陽極効果が不十分となる欠点
がある。又、管材より電位の卑なフィン材(AI−Zn
系、Al−3n系等)の犠牲陽極効果で管材を防食する
ことも考えられているが、フィン接合部近傍しか効果が
なく、ドロンカップ型エバポレータのタンク部及びラジ
ェータのコアプレート部等はフィン接合部と触れている
ため、フィンの効果がなく、孔食が発生する。
内面腐食はラジェータ、ヒータコア等において主として
問題になる。3重クラツド材(Al−S i / 30
03/ 7072等)の内皮材(7072等)の犠牲陽
極効果で芯材を防食することが考えられるが、真空ろう
付では7072合金中の亜鉛が蒸発するため、内皮材の
犠牲陽極効果が不充分となる。又、内皮材に犠牲陽極効
果を持たせるためにZ nSS ns I ns G
a等を添加させる場合、これら元素の含有により内皮
材の自己腐食が速くて消耗しやすく、内皮材の犠牲陽極
効果を長期的持続することが難しい。内皮材にAl−5
n系合金等を用いる場合もあるが、Snは低融点元素で
あってAIにほとんど固溶しないために、鋳造・熱間加
工時に割れが発生して製造が難しい。
問題になる。3重クラツド材(Al−S i / 30
03/ 7072等)の内皮材(7072等)の犠牲陽
極効果で芯材を防食することが考えられるが、真空ろう
付では7072合金中の亜鉛が蒸発するため、内皮材の
犠牲陽極効果が不充分となる。又、内皮材に犠牲陽極効
果を持たせるためにZ nSS ns I ns G
a等を添加させる場合、これら元素の含有により内皮
材の自己腐食が速くて消耗しやすく、内皮材の犠牲陽極
効果を長期的持続することが難しい。内皮材にAl−5
n系合金等を用いる場合もあるが、Snは低融点元素で
あってAIにほとんど固溶しないために、鋳造・熱間加
工時に割れが発生して製造が難しい。
以上従来の熱交換器用材料には一長一短があり、強度と
耐孔食性を共に満足する材料が望まれている。
耐孔食性を共に満足する材料が望まれている。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、Cu : 0.2〜1.Owt%を含み、
あるいはさらにMn : 0.6〜1.4 wt%お
よびMg:0.1〜0.8νt%の18iあるいは2種
を含むアルミニウム合金材の表層部において、内部から
表面に向って漸次銅濃度が減少する厚さ40〜300μ
mの拡散層を設け、かつ内部と表面との銅濃度の差を0
.15〜0.8 vt%とすることを特徴とする耐孔食
性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材である。
あるいはさらにMn : 0.6〜1.4 wt%お
よびMg:0.1〜0.8νt%の18iあるいは2種
を含むアルミニウム合金材の表層部において、内部から
表面に向って漸次銅濃度が減少する厚さ40〜300μ
mの拡散層を設け、かつ内部と表面との銅濃度の差を0
.15〜0.8 vt%とすることを特徴とする耐孔食
性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材である。
本発明合金材における銅は材料表層部に犠牲陽極効果に
適した拡散層を形成するもので、内部の銅濃度が0.2
wt%より少ないと表層部に適切な銅の拡散層が形成し
にくく孔食が発生し、又、1.0wt%を越えると材料
の自己腐食が激しくなる。
適した拡散層を形成するもので、内部の銅濃度が0.2
wt%より少ないと表層部に適切な銅の拡散層が形成し
にくく孔食が発生し、又、1.0wt%を越えると材料
の自己腐食が激しくなる。
MnとMgは銅の拡散層の犠牲陽極効果を害することな
く強度を高める効果があり、両元素共に上限値を越えて
添加すると耐食性が劣化し、下限値より少ない添加は強
度を高める効果が少ない。
く強度を高める効果があり、両元素共に上限値を越えて
添加すると耐食性が劣化し、下限値より少ない添加は強
度を高める効果が少ない。
材料内部と表面の銅濃度の差が0゜15vt%より少な
いと内部と表面との電位差が小さく、表層部の内部に対
する犠牲陽極効果が不十分で、深い孔食が発生し、また
銅濃度差が0.f3wt%を越えると、内部と表層との
電位差が大きく、拡散層の自己腐食(消耗)速度が速く
なり、表層部の内部に対する犠牲陽極効果が長期的に持
続しない。
いと内部と表面との電位差が小さく、表層部の内部に対
する犠牲陽極効果が不十分で、深い孔食が発生し、また
銅濃度差が0.f3wt%を越えると、内部と表層との
電位差が大きく、拡散層の自己腐食(消耗)速度が速く
なり、表層部の内部に対する犠牲陽極効果が長期的に持
続しない。
銅の拡散層の厚さが40μmより薄いと、拡散層が短期
間で腐食するため十分な防食効果を示さず、300μm
を越えると拡散層はそれ以下のものと効果が変らない。
間で腐食するため十分な防食効果を示さず、300μm
を越えると拡散層はそれ以下のものと効果が変らない。
板材および管材の表層部に犠牲陽極効果に適した銅の拡
散層を形成させる方法は下記のとおりである。
散層を形成させる方法は下記のとおりである。
クラツド板の場合は、Al−Cu系あるいはAl−Cu
−(MnSMg)系合金の芯材の片面あるいは両面にA
l−5i系、Al−51−Mg系等のろう材または純A
l5AI −Mn系等のA1合金をクラッドする。
−(MnSMg)系合金の芯材の片面あるいは両面にA
l−5i系、Al−51−Mg系等のろう材または純A
l5AI −Mn系等のA1合金をクラッドする。
クラツド管の場合は上記クラツド板材を管状に巻いて溶
接する。あるいは上記芯材の内側あるいは内争性両面に
Al−5i、Al−5i −Mg系等のろう材または純
AI、AI −Mn系等のAla金を鋳込んでなる中空
ビレッ]・を用意し、これを押出してクラツド管をつく
る。
接する。あるいは上記芯材の内側あるいは内争性両面に
Al−5i、Al−5i −Mg系等のろう材または純
AI、AI −Mn系等のAla金を鋳込んでなる中空
ビレッ]・を用意し、これを押出してクラツド管をつく
る。
押出偏平多穴管の場合は、Al−Cu系、A l−Cu
−(MnSMg)系の押出偏平多穴管を、Al−5iS
Al−3i −Mg系等の溶融ろう材中に浸漬して表面
にろう材を被覆する。
−(MnSMg)系の押出偏平多穴管を、Al−5iS
Al−3i −Mg系等の溶融ろう材中に浸漬して表面
にろう材を被覆する。
上記は例示であって、他にも種々の方法を用いることが
できるが、各々その製造工程およびろう付加熱工程にお
いて芯材中の銅を拡散させて、表層部に犠牲陽極効果を
有する銅の拡散層を形成させる。
できるが、各々その製造工程およびろう付加熱工程にお
いて芯材中の銅を拡散させて、表層部に犠牲陽極効果を
有する銅の拡散層を形成させる。
なお、詳細な拡散層厚さ、内部の銅濃度、内部と表面と
の銅濃度差等の最適条件は、使用環境、許される腐食深
さ等でそれぞれ異なり、設計時に決定されるべきもので
ある。
の銅濃度差等の最適条件は、使用環境、許される腐食深
さ等でそれぞれ異なり、設計時に決定されるべきもので
ある。
本発明材のろう付性としては、真空ろう付、不活性雰囲
気ろう付、フラックスろう付等いずれの方法を用いても
よい。
気ろう付、フラックスろう付等いずれの方法を用いても
よい。
本発明の合金材には、銅、Mn5Mgの他にSt、Fe
、Cr、Zn%Ti5Zr、V等が銅の拡散層の犠牲陽
極効果を害さない範囲で含有されていても良い。
、Cr、Zn%Ti5Zr、V等が銅の拡散層の犠牲陽
極効果を害さない範囲で含有されていても良い。
[実施例]
実施例1
表1の試料No、1〜10の各例合金の鋳塊片それぞれ
に対して、500℃×8時間の均質化処理を行った後、
これを芯材として一方の片面にろう材4104合金片を
、他の片面に1050合金片を最終製品の板で各クラツ
ド率が10%となるように重合して熱間加工と冷間加工
を加えて厚さ 0.41の軟質板材を製作した。
に対して、500℃×8時間の均質化処理を行った後、
これを芯材として一方の片面にろう材4104合金片を
、他の片面に1050合金片を最終製品の板で各クラツ
ド率が10%となるように重合して熱間加工と冷間加工
を加えて厚さ 0.41の軟質板材を製作した。
この板材を5 X 10’ Torrの真空中で600
℃に5分間加熱後、各板材の4104合金市側と1o5
0合金面側を別々にシリコンゴムにてシールして、それ
ぞれの面について腐食試験を行った。1050合金面に
対しては(ASTMxlO+lOppm Cu)水溶液
を用いて、交互に80℃X8hr;:室温×18hrの
サイクルで1力月浸漬による試験とし、4104合金に
対しては2週間のCASS試験(J I 5−D−02
01)とした。これら試験による各面の最大孔食深さを
表1に併せて示す。
℃に5分間加熱後、各板材の4104合金市側と1o5
0合金面側を別々にシリコンゴムにてシールして、それ
ぞれの面について腐食試験を行った。1050合金面に
対しては(ASTMxlO+lOppm Cu)水溶液
を用いて、交互に80℃X8hr;:室温×18hrの
サイクルで1力月浸漬による試験とし、4104合金に
対しては2週間のCASS試験(J I 5−D−02
01)とした。これら試験による各面の最大孔食深さを
表1に併せて示す。
表1に示した4104合金側及び1050合金側表層部
における銅の拡散層の厚さは、本供試材の最終軟化処理
及びろう付加熱処理を種々変えることにより調整した。
における銅の拡散層の厚さは、本供試材の最終軟化処理
及びろう付加熱処理を種々変えることにより調整した。
また、供試材内部と表面の銅濃度差(上記真空加熱後)
も表1に示す。
も表1に示す。
試料No、llは4343/ 3003/ 7072な
る三重クラツド材で厚さ 0.4mn+の軟質板であり
、この板の7072合金面を試料No、1〜10の10
50合金面に対して行った腐食試験と同じ条件の腐食試
験を行った。拡散層厚、銅濃度差、最大孔食深さを表1
に示す。
る三重クラツド材で厚さ 0.4mn+の軟質板であり
、この板の7072合金面を試料No、1〜10の10
50合金面に対して行った腐食試験と同じ条件の腐食試
験を行った。拡散層厚、銅濃度差、最大孔食深さを表1
に示す。
表1の結果から明らかなように、本発明による材料は、
比較例及び従来例に比べてすぐれた耐孔食性を有してお
り、熱交換器用アルミニウム+イとして適している。
比較例及び従来例に比べてすぐれた耐孔食性を有してお
り、熱交換器用アルミニウム+イとして適している。
表1
実施例2
表2の各例合金の鋳塊片をそれぞれ実施例1と同様に処
理して、厚さ 0.4+I1mの軟質板材を製作 し
プこ 。
理して、厚さ 0.4+I1mの軟質板材を製作 し
プこ 。
この板材を実施例1と同様にして腐食試験を行ったか、
その試験に先立ちシリコンゴムシ−ルを施す前に引張試
験を行った。これらの試験結果を表2に示す。
その試験に先立ちシリコンゴムシ−ルを施す前に引張試
験を行った。これらの試験結果を表2に示す。
比較例のNo、19.20は銅の含有量が本発明外のた
め耐孔食性が劣っている。No、21は表層部の銅の拡
散層の厚さおよび内部と表面の銅濃度差が適切でないた
め、また、No、22はMnとMgの添加量が多すぎる
ため耐孔食性が劣っている。
め耐孔食性が劣っている。No、21は表層部の銅の拡
散層の厚さおよび内部と表面の銅濃度差が適切でないた
め、また、No、22はMnとMgの添加量が多すぎる
ため耐孔食性が劣っている。
表2
[発明の効果]
本発明の材料は、材料表層部に犠牲陽極効果に適した銅
の拡散層を有することにより、従来材料に比べて極めて
すぐれた耐孔食性を有しており、特に第2発明の場合は
、熱交換器用構造材としての強度もすぐれている。
の拡散層を有することにより、従来材料に比べて極めて
すぐれた耐孔食性を有しており、特に第2発明の場合は
、熱交換器用構造材としての強度もすぐれている。
したがって、本発明材料は、特に自動車用の熱交換器用
アルミニウム材料として有用であり、材料の薄肉化ひい
ては熱交換器の軽量化に対応できるものである。
アルミニウム材料として有用であり、材料の薄肉化ひい
ては熱交換器の軽量化に対応できるものである。
特許出願人 住友軽金属工業株式会社
代理人 弁理士 小 松 秀 岳
代理人 弁理士 旭 宏
Claims (2)
- (1)Cu:0.2〜1.0wt%を含むアルミニウム
合金材の表層部において、内部から表面に向って漸次銅
濃度が減少する厚さ40〜300μmの拡散層を設け、
かつ内部と表面との銅濃度の差を0.15〜0.6wt
%とすることを特徴とする耐孔食性にすぐれた熱交換器
用アルミニウム合金材。 - (2)Cu:0.2〜1.0wt%を含み、さらにMn
:0.6〜1.4wt%およびMg:0.1〜0.8w
t%の1種あるいは2種を含む、アルミニウム合金材の
表層部において、内部から表面に向って漸次銅濃度が減
少する厚さ40〜300μmの拡散層を設け、かつ内部
と表面との銅濃度の差を0.15〜0.6wt%とする
ことを特徴とする耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミ
ニウム合金材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25640287A JPH01100237A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 |
| JP5156804A JPH06172905A (ja) | 1987-10-13 | 1993-06-28 | 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25640287A JPH01100237A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156804A Division JPH06172905A (ja) | 1987-10-13 | 1993-06-28 | 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100237A true JPH01100237A (ja) | 1989-04-18 |
| JPH0258333B2 JPH0258333B2 (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=17292180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25640287A Granted JPH01100237A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 耐孔食性にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001174167A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Zexel Valeo Climate Control Corp | 熱交換器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296637A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Furukawa Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金クラツド材 |
| JPS62207838A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-12 | Nippon Denso Co Ltd | アルミニウム熱交換器 |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP25640287A patent/JPH01100237A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296637A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Furukawa Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金クラツド材 |
| JPS62207838A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-12 | Nippon Denso Co Ltd | アルミニウム熱交換器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001174167A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Zexel Valeo Climate Control Corp | 熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0258333B2 (ja) | 1990-12-07 |
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